Pomoc online

Numeryczna implementacja modeli MCC i GCC

Ważnym krokiem, zapewniającym niezawodne stosowanie modeli MCC i GCC jest określenie początkowego naprężenia prekonsolidacji p_cⁱⁿ i odpowiadającego mu modułu odkształcenia objętościowego Kⁱⁿ. Parametry te nie są jednak bezpośrednio definiowane przez użytkownika. Są one określane przez program na podstawie zakładanego rozkładu początkowego naprężenia geostatycznego. Oto trzy podstawowe możliwości określenia początkowego naprężenia geostatycznego:

1. Z zastosowaniem procedury K_o

Zastosowanie procedury K_o prowadzi do uzyskania następującej wartości początkowego naprężenia geostatycznego:

Przy założeniu normalnej konsolidacji wartość p_cⁱⁿ określana jest w taki sposób, że naprężenie uzyskane z pomocą procedury K_o spełnia warunek graniczny:

Wartości J i σ_m definiowane są za pomocą następujących równań:

W przypadku ściskania lub rozciągania trójosiowego można określić kąt nachylenia linii stanu krytycznego M_cs korzystając z następujących równań:

Dla gruntów prekonsolidowanych, początkowa wartość p_cⁱⁿ modyfikowana jest w następujący sposób:

Początkowa wartość modułu objętościowego wynika ze wzoru:

gdzie bieżący wskaźnik porowatości e zapisywany jest tak:

Dla małych naprężeń otrzymujemy:

2. Standardowa analiza (sprężysta)

Program umożliwia zmianę modelu między fazami budowy. Jeżeli nie można zastosować procedury K_o, to możliwe jest wykonanie obliczeń przy założeniu sprężystej reakcji gruntu ilastego. Uzyskane w ich wyniku wartości naprężeń służą do określenia początkowych wartości p_cⁱⁿ i Kⁱⁿ przy wykorzystaniu wcześniej zdefiniowanych wzorów. W kolejnych fazach budowy, wstępny sprężysty model materiałowy jest zastępowany przez wymagany model MCC lub GCC.

3. Standardowa analiza (plastyczna)

Opcja ta umożliwia konsolidację gruntu przy założeniu nieliniowego zachowania się podczas powstawania naprężenia geostatycznego. Efektem jest rozwój odkształceń plastycznych już w pierwszej fazie budowy. Tak, jak w procedurze K_o rozważamy tu grunt skonsolidowany normalnie, który podczas odkształcenia wykazuje zachowanie się zgodne z normalną linią konsolidacji, przy początkowych wartościach p_cⁱⁿ i Kⁱⁿ równych:

Przed kolejnym krokiem obliczeniowym, wynikające odkształcenia plastyczne ustawiane są na wartość zero. W pewnych przypadkach, taki sposób obliczeń może nie prowadzić do zbieżnych wyników.